RECUPERACIN SECUNDARIA

Y MEJORADA

RECUPERACIN SECUNDARIA Y MEJORADA

Ingeniera Petrolera

TEMARIO

1. Introduccin

1.1 Introduccin a la recuperacin incremental de hidrocarburos.

1.2 Necesidad de recuperacin secundaria y mejorada

1.3 Clasificacin de sistemas de recuperacin.

1.4 El futuro de la recuperacin secundaria y mejorada

2. Ecuaciones bsicas para flujo de fluidos en medios porosos

2.1 Conservacin de materia

2.2 Conservacin de energa

3. Conceptos petrofsicos y del comportamiento de fases

3.1 Petrofsica

3.2 Comportamiento de fases

4 Eficiencia de desplazamiento

4.1 Definiciones.

4.2 Desplazamiento inmiscible.

4.3 Control de calidad de los fluidos a inyectar.

4.4 Disipacin en desplazamientos inmiscibles.

4.5 Desplazamiento miscibles ideales.

4.6 Disipacin en desplazamientos miscibles ideales.

4.7 Teora del flujo fraccional.

5 Eficiencia volumtrica

5.1 Definiciones

5.2 Eficiencia de barrido areal

5.3 Heterogeneidad

5.4 Desplazamientos sin comunicacin vertical

5.5 Equilibrio vertical

5.6 Combinacin de eficiencias de barrido

5.7 Fenmenos de inestabilidad

6 Mtodos de recuperacin trmica

6.1 Definiciones

6.2 Inyeccin continua de vapor

6.3 Inyeccin cclica de vapor

6.4 Inyeccin de agua caliente

6.5 Combustin in-situ a baja temperatura

6.6 Combustin in-situ a alta temperatura

7. Mtodos qumicos de recuperacin

7.1 Definiciones

7.2 Inyeccin de solventes

7.3 Inyeccin de polmeros

8. Otros mtodos de recuperacin de hidrocarburos

8.1 Definiciones

8.2 Inyeccin de gas

8.3 Inyeccin de espumas

8.4 Inyeccin de soluciones alcalinas

8.5 Inyeccin de surfactantes

Bibliografa

1. Willhite, G.P.: Waterflooding, Soc. Pet. Eng. Textbook Series Vol. 3,

Soc. Pet.Eng., Richardson, Texas (1986).

2. Craig, F.F., Jr.: The Reservoir Engineering Aspects of Waterflooding,

Monograph, Vol. 3, Henry L. Doherty Series, Soc. Pet. Eng., Dallas,

Texas (1971).

3. Lake, L. W.: Enhanced Oil Recovery, Prentice Hall, Englewood Cliffs,

New Jersey (1989).

4. Smith, C. R.: Mechanics of Secondary Oil Recovery, Reinhold

Publishing Corp., New York (1966).

5. Langnes, G. L., Robertson, J. O., Jr. Y Chilingar,G.V.: Secondary

Recovery and Carbonate Reservoirs, Elsevier Publishing Co., New

York (1972).

6. Dake, L. P.: Fundamentals of Reservoir Engineering, Elsevier

Publishing Co., New York (1978).

7. Van Golf-Racht, T.D.: Fundamentals of Fractured Reservoir

Engineering, Elsevier Publishing Co. New York (1982).

8. Artculos Tcnicos Seleccionados.

Reservas: petrleo crudo, gas y condensado

recuperable de yacimientos descubiertos de

manera rentable, con la tecnologa actual.

Los dos ltimos trminos de la ecuacin anterior

cambian con el tiempo, por lo que las reservas

actuales tambin se modifican.

Formas de adicionar reservas:

Descubrimientos nuevos (yacimientos y campos) Incorporando yacimientos de campos descubiertos Redefiniendo reservas por cambios en la economa y/o

la tecnologa de extraccin

Se consideran cada vez menores las probabilidades de

hacer nuevos descubrimientos de campos petroleros de

tamao considerable, lo cual podra amortiguar la

declinacin de la reserva actual.

De lo anterior, se observa la necesidad de aplicar

nuevas tecnologas de extraccin.

Definiciones

AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE (API)

Recuperacin Primaria. Es el petrleo, gas, o

petrleo y gas recuperado por cualquier mtodo, que

es producido a travs de un solo pozo, mediante la

energa propia del yacimiento.

Los fluidos pueden ser producidos mediante un

mecanismo de empuje natural o levantamiento

artificial desde el fondo del pozo.

Los fluidos son expulsados de la formacin

productora hacia el pozo, utilizando nicamente la

energa propia del yacimiento.

Mecanismos naturales de expulsin de aceite

Definiciones

Recuperacin Secundara. Es el petrleo, gas, o

petrleo y gas recuperado, normalmente en arreglos

que incluyen ms de un pozo, y donde la energa

propia del yacimiento se incrementa con la adicin de

energa proveniente de una fuente externa, por medio

de la inyeccin de fluidos.

Los procesos que normalmente se han aplicado

durante esta etapa, han sido procesos inmiscibles de

inyeccin de agua o gas natural.

Definiciones

Recuperacin Terciaria. Procesos de desplazamiento

que secuencialmente se aplican en una tercera etapa de

la vida productiva del yacimiento.

Recuperacin Mejorada. Petrleo recuperado por la

inyeccin de materiales que de forma natural no se

encuentran en el yacimiento. Incluye desplazamiento,

procesos huff puff, y tratamientos a pozos y cubre todala gama de agentes de recuperacin. No se restringe a

una etapa particular de la vida productiva del yacimiento.

Excluye la inyeccin de agua y el mantenimiento de

presin.

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

May-79 Jul-83 Ago-87 Sep-91 Oct-95 Dic-99 Ene-04 Feb-08

Tiempo ()

Pro

du

cci

n d

e a

ceit

e (

MB

PD

)

Actual

Declinacin natural

Produccin atribuible

a recuperacin secundaria y/o

mejorada

Recuperacin

primaria

Aceite Incremental. Volumen de aceite

recuperado atribuible a la aplicacin de un

proceso de recuperacin adicional.

Clasificacin de procesos de Recuperacin Mejorada

Factores de Recuperacin tpicos por

proceso de explotacin

Factores de Recuperacin de aceite promedio por subproceso

20

40

60

80

100

120

140

160

180

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

N

me

ro d

e p

roye

cto

s

Ao

Termicos Gases

Quimicos Otros

Proyectos de recuperacin mejorada (EUA)

Distribucin de volumen original probado de aceite por proceso de recuperacin (Mxico)

Proyectos de Recuperacin de aceite en Mxico

Volmenes de aceite sometidos a recuperacin adicional (Mxico)

El campo Tamaulipas-Constituciones pertenece al Activo

Integral Poza Rica-Altamira de la Regin Norte. Se localiza en el

municipio de Altamira, Tamaulipas, a 25 kilmetros al noroeste

de la ciudad de Tampico, Tamaulipas (figura 5.23)

Inyeccin de Agua al campo Tamaulipas Constituciones

Este campo est formado por 5 yacimientos con produccin

comercial de hidrocarburos, cuya jerarquizacin de acuerdo

a su potencial productor es la siguiente:

i. Jursico San Andrs. (JSA)

ii. Tamaulipas Inferior A del Cretcico Inferior. (KTIA)

iii. Areniscas Constituciones del Jursico. (PJS)

iv. Tamaulipas Superior del Cretcico Medio. (KTS)

v. Tamaulipas Inferior B del Cretcico Inferior. (KTIB)

Caractersticas del campo Tamaulipas - Constituciones

La mxima produccin del campo Tamaulipas - Constituciones se alcanz en

mayo de 1961, con una produccin de 25,841 barriles por da. En 2007 el

campo tuvo una produccin acumulada de 250.030 mb, tal como se muestra

en la figura 5.24.

0

5

10

15

20

25

30

Ene-50 Ene-60 Ene-70 Ene-80 Ene-90 Ene-00 Ene-10

Qo

(m

bp

d)

0

50

100

150

200

250

300

Np

(m

mb

ls)

Qo primariaQo Total = Qo primaria + Qo SecundariaNp primariaNp Total

La inyeccin de agua inici en mayo 1968, con un gasto de inyeccin

25,563 barriles por da. El volumen de agua inyectado a diciembre de 2006

es de 993.074 mmb, tal como se observa en la figura 5.25.

0

30

60

90

120

150

Ene-50 Ene-60 Ene-70 Ene-80 Ene-90 Ene-00 Ene-10

Qw

i (m

bp

d)

0

250

500

750

1000

1250

Wi (m

mb

ls)

Qwi

Wi

050

100

150

200

250

300

Ene-50 Ene-60 Ene-70 Ene-80 Ene-90 Ene-00 Ene-10

P (

kg

/cm

2)

Pb = 174 kg/cm2

Aunque el campo fue descubierto en 1951, fue puesto en operacin hasta

1956 alcanzndose la presin de saturacin en marzo de 1959. Como se

puede observar la dispersin en los datos de presin es muy alta y no se

puede definir una tendencia.

Se efectuaron 2 pruebas piloto (entre 1961 y 1966) con el fin dedefinir los patrones y sistemas adecuados de inyeccin.

Se inicia en mayo de 1968 la inyeccin de agua salada alyacimiento Jursico San Andrs, mediante 99 pozos inyectores y

198 productores en arreglos de patrones hexagonales invertidos.

En 1970 se increment la produccin diaria de aceite por arribade los 12,000 barriles y se mantuvo por encima de los 10,000

barriles por da por un periodo de 11 aos.

En 1975 se inicia la incorporacin parcial de inyeccin de agua a losyacimientos restantes

En 1980, por problemas en el sistema de tuberas de inyeccin secambia el agua salada por agua dulce.

En el periodo de 1979 a 1981, se contina con el desarrollo delcampo mediante la perforacin de pozos en su parte oriental, con el

objetivo de incrementar la produccin del yacimiento Cretcico

Tamaulipas Inferior A.

De 1982 a 1992, se inicia la etapa de perforacin de 124 pozosintermedios con objetivo Jursico San Andrs, con espaciamiento

de 200 metros, de ellos 119 fueron productores.

Se estima que la inyeccin de agua contribuy en unaumento de la reserva original, por comportamiento

primario, al pasar de 79.10 mmb a 200 mmb de aceite.

Se estima que con la inyeccin de agua se tiene un factorde recuperacin atribuible del 5.4%.

Costos por proceso de Recuperacin

Mejorada